Info

Übungsstunden

#timestamp 2025-02-25

#timestamp 2025-03-04

#timestamp 2025-05-06

LC-Schwingkreise

Herleitung

UL=−LdIdtUC=QC⟹UL=UC⟺QC+LdIdt=0⟺QC+Ld2Qdt2=0

Diff.gleichung

1CQ+Ld2Qdt2=0

Vergleich mit mechanischem Pendel

kx+md2xdt2=0 Ieff=⟨I2⟩,wobei:⟨f⟩=1T∫0Tf(t)dtdas zeitliche Mittel istd.h.:⟨I2⟩=1T∫0TImax2⋅sin2⁡(ωt)dt=Imax2T∫0T⋅sin2⁡(ωt)dt=⋯=Imax22

Energien

Eel=12CU2=⋯=12Emag=12LI2=…

#timestamp

Maxwell-Gleichungen

integrale Darstellung:

1.∮AE→dA→=1ϵ0∫VρdV=Qinnenϵ02.∮AB→dA→=03.∮CE→ds→=−ddt∫AB→dA→4.∮CB→ds→=μ0I+μ0ϵ0∫A∂E→∂tdA
  1. Ladungen generieren elektrisches Feld
  2. keine Elektrischen Monopole existieren
  3. zeitliche Veränderung von Magnetfeld erzeugt elektrisches Feld - Faraday'sches Gesetz
  4. Amper'sches Gesetz

umwandeln mit

  1. Gauss-Satz:
∮Aa→dA→=∫V∇→⋅a→ dV=∫Vdiv a→ dV

mit Nabla ∇

∇→a→=div.a→∇→ϕ=grad ϕ∇→×a→=rot a→
  1. Stokes Satz
∮Ca→ ds→=∫A∇→×a→ dA→=∫Arot a→ dA→

zu diferentieller Form:

1.∇→⋅E→=ρϵ02.∇→B→=03.∇→×E→=−∂B→∂t4.∇→×B→=μ0(j→+ϵ0∂E→∂t)

Herleitung für (1):

∮AE→dA→=∫Vdiv E→ dV=1ϵ0∫Vρ dV⟹div E→=∇→E→=ρϵ0

Bsp:

E→(r→,t)=E→(z,t)=E(z,t)e→xRichtung B→,∂B→∂t?

=>

∇→×E→=⋯=[0∂Ex∂z0]=∂B→∂t

=>

B∥e→y

elektromagnetische Welle (3. und 4. Gleichung)

∇→×(∇→×E→)=∇→×(−∂B→∂t)(3.)=−∂∂t∇→×B→=−μ0ϵ0∂2∂t2E→(4.)

und

∇→×(∇→×E→)=∇→⋅(∇→⋅E→)⏟=0 im Vakuum−Δ⏟∇→2E→

und daher:

ΔE→=μ0ϵ0∂2E∂t2ΔB→=μ0ϵ0∂2E∂t2E→(x,t)=E0cos⁡(kx−ωt)

und

k(ω)=μ0ϵ0⋅ω=ωc,c=1μ0ϵ0

Bemerkung

ΔE→=∂2E∂x2+∂2E∂y2+∂2E∂z2

#timestamp 2025-05-20

Geometr. Optik

Reflexion

Brechung

n1sin⁡(α1)=n2sin⁡(α2) ⟹n1sin⁡(α1)=n2⋅1⟺αcrit=sin−1⁡(n2n1)

[bild 4]
[bild 5]